一种阴离子表面活性剂复配体系形成的囊泡驱油剂及应用的制作方法

文档序号:16678331发布日期:2019-01-19 00:09阅读:503来源:国知局

本发明涉及一种采油用驱油剂,具体涉及一种阴离子表面活性剂复配体系形成的囊泡驱油剂及应用。



背景技术:

在能源日趋紧张的今天,提高石油采收率已成为石油开采研究的重大课题,三次采油研究尤其以表面活性剂采油得到人们的普遍重视。水驱后大部分油留在较细的或喉径较窄的毛细孔道中,处于高度分散状态,而且油水间的界面张力很高,导致驱动所需的压差很大,而注水压差远远小于驱动压差,因此,单靠增大压差是非常困难的,而利用表面活性剂降低界面张力,提高毛细管数的特性驱除这部分残余油是可行且很有效的方法,因此,表面活性剂驱技术被认为是可以较大幅度提高采收率、适用范围广且最具发展前景的技术。

降低水油界面表面张力的机理为:当富含表面活性剂的半固体颗粒在水相中扩散,到达油水界面时,就可以形成超低界面张力.如果张力足够低,将原油俘获在孔隙空隙内形成油滴或者残余油块的毛细管力会被削弱,油滴就可以在粘滞力和重力的作用下流动,从而提高采收率.在影响采收率的众多决定性因素中,驱油剂的波及效率和洗油效率是最重要的参数.提高洗油效率一般通过增加毛细管准数实现,而降低水油界面张力则是增加毛细管准数的主要途径.毛细管准数与界面张力的关系式为:

ne=vμw/σwo

其中:ne—毛细管准数;v—驱替速度;μw—驱替液粘度;σwo—油和驱替液间的界面张力。对于一个具体的油藏,当孔隙体积一定时,ne越大意味着驱替的动力越大,毛细管阻力越小,残余油饱和度越小,驱替效率越高。增加v和μw,降低σwo,可提高ne。其中降低界面张力σwo是表面活性剂驱动的基本依据。在注水开发后期,一般水驱条件下ne在10-7--10-6,当毛细管准数小于10-4时,随毛细管准数增加,残余油饱和度变化不大,只有当毛细管准数大于10-3时,残余油饱和度变化加大,此时ne增加将显著提高原油采收率,理想状态下ne增至10-2时,残余油饱和度低于10%,原油采收率可达90%以上。但仅靠增加注水速度和提高水的粘度以及采取周期注水,间歇注水等物理方法都难于使毛细管准数提高2-3个数量级,只有通过表面活性剂来大幅度降低油水界面张力,可使毛细管准数有2-3个数量级的变化。油水界面张力通常为20-30mn/m,理想的表面活性剂可使界面张力降低至10-3-10-4mn/m,从而大大降低或消除地层的毛细血管作用,减少了剥离原油所需的黏附功能,提高了洗油效率。通过降低油水界面张力,增加毛细管准数,提高洗油效率和波及体积。



技术实现要素:

针对上述问题,本发明的目的在于提供一种阴离子表面活性剂复配体系形成的囊泡驱油剂及其应用。

本发明的技术方案为:一种阴离子表面活性剂复配体系形成的囊泡驱油剂,其特征在于,由表面活性剂b、表面活性剂c与矿化水混合后,于温度22-25℃、在助剂的引发下搅拌0.4-0.6h制得囊泡驱油剂。

进一步,所述囊泡驱油剂中,表面活性剂b和表面活性剂c的总质量浓度为0.3%-0.8wt%,表面活性剂b:表面活性剂c的质量比为(1-5):(5-1),助剂的加入量与表面活性剂b和表面活性剂c总质量比为1:3-5,矿化水的总矿化度为3500ppm,所述的表面活性剂b分子中含有至少一个带负电的极性亲水基团和一个总碳链长度为c8-c24的疏水基团,所述的疏水基团含有两条支链;表面活性剂b选自支链化烷基硫酸盐、支链化烷基磺酸盐或支链化烷基羧酸盐。

进一步,所述的表面活性剂c分子中含有至少一个带负电的极性亲水基团和一个碳链长度为c8-c24的疏水基团,所述的疏水基团为单链;表面活性剂c选自烷基苯磺酸盐、烷基硫酸盐、α-烯烃磺酸盐、石油磺酸盐或脂肪酸乙酯磺酸盐。

进一步,所述的助剂为柠檬酸和油酸,柠檬酸与油酸的质量比为1:2。

进一步,其特征在于,表面活性剂c为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、α-烯烃磺酸钠、石油磺酸钠或脂肪酸乙酯磺酸钠。

进一步,其特征在于,表面活性剂b:表面活性剂c的质量比为(3-5):(1-3),助剂的加入量与表面活性剂b和表面活性剂c总质量比为1:4-5。

进一步,其特征在于,制得囊泡驱油剂中,表面活性剂b和表面活性剂c的总质量浓度为0.5%-0.6wt%,矿化水的总矿化度为1000-4000ppm。

进一步,应用于低渗透油藏、碳酸盐油藏、常规砂岩油藏高含水后期或注聚合物后提高采收率,囊泡驱油剂耐受的盐度范围是:总矿化度1-30,000ppm,钙镁离子总浓度1-1,000ppm。

本发明的优点在于:

本发明的表面活性剂b、表面活性剂c在钙镁离子以及助剂诱导下形成囊泡。该囊泡具有较强的油水界面吸附趋势,原位组装形成预定的界面层,使得油水界面张力降至超低,低于10-3mn·m-1,在诱导吸附在界面后,新组装产生的界面层主要由外加表面活性剂及助剂分子组成,受原油组成影响较小,具有油相普适性,因此具有良好的油藏适应性。表面活性剂b、表面活性剂c在钙镁离子诱导下进行界面自组装自发形成囊泡,避免了表面活性剂分子与无机阳离子生成沉淀,提高了表面活性剂的抗盐性,因此本囊泡驱油剂对地层矿化水的适应性好。另外由于选定的表面活性剂界面吸附趋势强,油/水界面张力快速降至超低,使用浓度低。

(1)本发明的阴离子表面活性剂复配体系形成的囊泡驱油剂具有较强的油水界面吸附趋势,原位组装形成预定的界面层,使得油水可以将界面张力快速降至超低,无需任何碱即可与原油形成10-3mn·m-1的超低界面张力,降低油/水界面张力的效果突出,作用时间短,在10-15分钟内即可将界面张力降低到10-3mn·m-1

(2)使用浓度低,对不同组成的油相适应性强,有利于保障三采提高采收率的效果。

(3)本发明的阴离子表面活性剂复配体系囊泡驱油剂在较高的矿化度下仍然能较好的降低界面张力,抗盐性好,热稳定性好,在提高高盐油藏的采收率方面具有极大的应用前景。

(4)本发明的阴离子表面活性剂复配体系也可与聚合物组成二元复合驱油体系,既降低油水界面张力,又提高驱油剂粘度,从而大幅度提高采收率。

(5)本发明工艺简单,反应易于控制,应用范围广。

具体实施方式

实施例一:

一种阴离子表面活性剂复配体系形成的囊泡驱油剂,由表面活性剂b、表面活性剂c与总矿化度为3500ppm的矿化水混合后,于温度25℃、在助剂的引发下搅拌0.3h制得囊泡驱油剂,矿化水离子组成为钙离子和镁离子。

制得囊泡驱油剂中,表面活性剂b和表面活性剂c的总质量浓度为0.5wt%,表面活性剂b:表面活性剂c的质量比为1:3,助剂的加入量与表面活性剂b和表面活性剂c总质量比为:1:3,

所述的表面活性剂b为支链十二烷基硫酸钠,

所述的表面活性剂c为十二烷基苯磺酸钠,

所述的助剂为柠檬酸和油酸,柠檬酸与油酸的质量比为1:2。将产品进行界面张力测试:

1、测试仪器:texas-500旋转滴界面张力仪

2、温度:50℃,

3、原油:实验标准原油(胜利油田提供)

4、水:蒸馏水

5、囊泡驱油剂:实施例1,主要成分(w%)

将装满前述溶液的样品管放入,稳定半小时后,用微量注射器加入约1微升胜利油田胜坨坨口原油,按照国标sy/t5370-1999方法,间隔一定的时间读取界面张力,10分钟以内界面张力达到0.00458mn/m。

实施例二:

一种阴离子表面活性剂复配体系形成的囊泡驱油剂,由表面活性剂b、表面活性剂c与总矿化度为3500ppm的矿化水混合后,于温度30℃、在助剂的引发下搅拌0.5h制得囊泡驱油剂,矿化水离子组成为钙离子和镁离子。

制得囊泡驱油剂中,表面活性剂b和表面活性剂c的总质量浓度为0.6wt%,表面活性剂b:表面活性剂c的质量比为4:1,助剂的加入量与表面活性剂b和表面活性剂c总质量比为1:5,

所述的表面活性剂b为支链十二烷基聚氧乙烯醚,

所述的表面活性剂c为十二烷基硫酸钠,

所述的助剂为柠檬酸和油酸,柠檬酸与油酸的质量比为1:2。将产品进行界面张力测试,使用的测试仪器、原油、水、温度同实施例1;

囊泡驱油剂:实施例2,主要成分(w%)

将装满前述溶液的样品管放入,稳定半小时后,用微量注射器加入约1微升胜利油田胜坨坨口原油,按照国标sy/t5370-1999方法,间隔一定的时间读取界面张力,15分钟以内界面张力达到0.00843mn/m。

实施例三:

一种阴离子表面活性剂复配体系形成的囊泡驱油剂,由表面活性剂b、表面活性剂c与总矿化度为3500ppm的矿化水混合后,于温度30℃、在助剂的引发下搅拌0.4h制得囊泡驱油剂,矿化水离子组成为钙离子和镁离子。

制得囊泡驱油剂中,表面活性剂b和表面活性剂c的总质量浓度为0.4wt%,表面活性剂b:表面活性剂c的质量比为1:1,助剂的加入量与表面活性剂b和表面活性剂c总质量比为1:4,

所述的表面活性剂b为支链十二烷基羧酸钠,

所述的表面活性剂c为α-烯烃磺酸钠,

所述的助剂为柠檬酸和油酸,柠檬酸与油酸的质量比为1:2。

将产品进行界面张力测试,使用的测试仪器、原油、水、温度同实施例1;

囊泡驱油剂:实施例3,主要成分(w%)

最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

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